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[应用笔记]

C语言减少运算的强度

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楼主
jimmhu|  楼主 | 2023-4-23 20:48 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。如下:

(1)、求余运算。

a=a%8;

可以改为:

a=a7;

说明:位操作只需一个指令周期即可完成,而大部分的C编译器的“%”运算均是调用子程序来完成,代码长、执行速度慢。通常,只要求是求2n方的余数,均可使用位操作的方法来代替。

(2)、平方运算

a=pow(a,2.0);

可以改为:

a=a*a;

说明:在有内置硬件乘法器的单片机中(如51系列),乘法运算比求平方运算快得多,因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的,在自带硬件乘法器的AVR单片机中,如ATMega163中,乘法运算只需2个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置硬件乘法器的AVR单片机中,乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短,执行速度快。

如果是求3次方,如:

a=pow(a,3.0);

更改为:

a=a*a*a;

则效率的改善更明显。

(3)、用移位实现乘除法运算

a=a*4;

b=b/4;

可以改为:

a=a2;

b=b2;

说明:通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中,如果乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的整数或除以任何数,均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上,只要是乘以或除以一个整数,均可以用移位的方法得到结果,如:

a=a*9

可以改为:

a=(a3)+a

6、循环

(1)、循环语

对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面,这里的任务包括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等,应该将没有必要执行多次的操作全部集合在一起,放到一个init的初始化程序中进行。

(2)、延时函数:

通常使用的延时函数均采用自加的形式:

void delay (void)

{

unsigned int i;

for (i=0;i1000;i++)

;

}

将其改为自减延时函数:

void delay (void)

{

unsigned int i;

for (i=1000;i0;i--)

;

}

两个函数的延时效果相似,但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1~3个字节,因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令,采用后一种方式能够生成这类指令。

在使用while循环时也一样,使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少1~3个字母。

但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时,使用预减循环时有可能使数组超界,要引起注意。

(3)while循环和do…while循环

用while循环时有以下两种循环形式:

unsigned int i;

i=0;

while (i1000)

{

i++;

//用户程序

}

或:

unsigned int i;

i=1000;

do

i--;

//用户程序

while (i0);

在这两种循环中,使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。

7、查表

在程序中一般不进行非常复杂的运算,如浮点数的乘除及开方等,以及一些复杂的数学模型的插补运算,对这些即消耗时间又消费资源的运算,应尽量使用查表的方式,并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难,也尽量在启动时先计算,然后在数据存储器中生成所需的表,后以在程序运行直接查表就可以了,减少了程序执行过程中重复计算的工作量。


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沙发
晓伍| | 2023-5-11 15:47 | 只看该作者
求余运算中,a=a7这句话是什么意思呢 没见过这个语法啊

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板凳
八层楼| | 2023-5-11 16:05 | 只看该作者
为什么使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环呢

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地板
观海| | 2023-5-11 16:28 | 只看该作者
延时函数那里 如果每次循环都是有这个减少的话 那循环次数多了也是很可观了

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5
guanjiaer| | 2023-5-11 16:43 | 只看该作者
这些区别我们可以在哪里找到详细说明呢

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6
heimaojingzhang| | 2023-5-11 17:20 | 只看该作者
求余操作是否可以考虑使用移位操作来完成呢

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7
tpgf| | 2023-5-11 17:59 | 只看该作者
heimaojingzhang 发表于 2023-5-11 17:20
求余操作是否可以考虑使用移位操作来完成呢

可能步骤是多了点 不知道能不能节省资源了

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8
guijial511| | 2023-5-11 20:04 | 只看该作者
C语言的编程到后面就是拉开差距的时候了

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9
AdaMaYun| | 2023-5-18 14:25 | 只看该作者
有具体的示例或者说明吗?

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10
LOVEEVER| | 2023-5-21 18:51 | 只看该作者
晓伍 发表于 2023-5-11 15:47
求余运算中,a=a7这句话是什么意思呢 没见过这个语法啊

这个貌似是写错了吧,应该是a&7,可能楼主没注意吧

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11
小小蚂蚁举千斤| | 2023-5-21 19:10 | 只看该作者
确实应该是少了一个符号

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12
szt1993| | 2023-5-21 20:13 | 只看该作者
guijial511 发表于 2023-5-11 20:04
C语言的编程到后面就是拉开差距的时候了

C语言后期就是对于内存等方面的管控设计和调教管理

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13
10299823| | 2023-6-7 21:29 | 只看该作者
使用位操作,减少除法和取模的运算

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14
janewood| | 2023-6-10 09:47 | 只看该作者
提高程序效率减小空间的方法              

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15
jonas222| | 2023-6-10 10:13 | 只看该作者
循环是程序中比较消耗时间的一个操作。可以通过在循环内部使用局部变量代替全局变量、避免重复计算等方式来减少循环次数。

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16
elsaflower| | 2023-6-10 10:26 | 只看该作者
逻辑运算(如与、或、非)比条件判断语句更快速,可以在一定程度上减少运算强度。

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17
linfelix| | 2023-6-10 10:33 | 只看该作者
在用C语言实现相同功能时的代码基本一致。

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18
mikewalpole| | 2023-6-10 10:50 | 只看该作者
用 移运算 来代替,在数据量较大时可以显著提高程序效率。

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19
maqianqu| | 2023-6-10 11:08 | 只看该作者
C语言中可以通过一些技巧来减少运算的强度,从而提高程序的执行效率。

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20
sheflynn| | 2023-6-10 11:19 | 只看该作者
需要判断一个数是否为正数,可以使用逻辑运算x > 0来代替if语句的判断。

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